福建省福州高级中学2024-2025学年高三上学期化学校本作业15

福州高级中学2024—2025学年第一学期高三化学校本作业15 （可能用到的相对原子质量：H 1 O 16 S 32 Cu 55 Ni 59 Y 89 Pb 207） 一、选择题（每小题仅有一个选项符合题目要求。每小题4分，共40分） 1．近年来，我国航空航天事业取得了很多令世界瞩目的成就。下列说法错误的是 A．石墨烯与金刚石、石墨互为同素异形体 B．铝、镁、铁等合金广泛应用于飞船建造，合金的熔点通常高于其组成金属的熔点 C．树脂基复合材料是以有机聚合物为基体的纤维增强材料，其属于有机高分子材料 D．当光束通过空间站热控材料使用的纳米气凝胶时，可观察到丁达尔效应 2．臭氧(O3)可直接用作水的消毒剂，实验室制备O3的原理为  ，下列说法正确的是 A．O2和O3均为非极性分子 B．上述反应中有电子的转移 C．O2和O3互为同位素 D．3mol O2的总键能大于2mol O3的总键能 3．中药材当归和白芷中提取得到的紫花前胡醇()能提高人体免疫力。下列关于紫花前胡醇的说法错误的是 A．分子式为C14H14O4 B．能发生水解反应 C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．该物质最多能与5mol H2发生反应 4．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．含键数为16 NA B．甘氨酸含碱性官能团数为0.2 NA C．铅蓄电池放电时负极质量净增9.6g时理论上转移电子数为0.2 NA D．粗铜精炼中，阳极质量减少时，阴极上还原的数为0.2 NA 5．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y的基态原子核外s轨道电子数等于p轨道电子数。仅Z为金属元素，其基态原子核外有1个未成对电子。W的原子半径在同周期中最小，X、Z的原子序数之和等于W的原子序数。下列说法正确的是 A．电负性：X>Y B．简单离子半径：Y>Z C．Y、Z形成的化合物中只含离子键 D．X、W形成的化合物空间结构均为正四面体 6．由下列事实或现象不能得出相应结论的是 事实或现象 结论 A 向酸性KMnO4溶液中加入草酸，紫色褪去 草酸具有还原性 B 铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加 电池发生了放电反应 C 向等物质的量浓度的NaCl，Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液，先生成AgCl白色沉淀 D 为基元反应，将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅 正反应活化能小于逆反应活化能 7．是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中，负极材料晶胞的组成变化如下图所示。下列说法正确的是 A．基态Zn2+的价电子排布式为3d84s2 B．ZnS的Vm为 C．图示的LixZnyS晶胞中x:y=6:1 D．Li2S晶胞中S2-的配位数为4 8．我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和H2合成CH3OH的反应，其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示，图中的TS1-TS5为过渡态，吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是 A．该历程的最大能垒为 B．历程中决速步骤的反应为：CH3O*+H*=CH3OH* C．钯基催化剂可使反应的减小 D．该历程中有极性键、非极性键的断裂与形成 9．现用菱锰矿(主要成分MnCO3，含有FeCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3)为原料制备MnO2的流程如下： 下列说法正确的是 A．将菱锰矿粉碎所使用的化学仪器为坩埚 B．“氧化”时发生的离子方程式为： C．“中和”时加入的物质X可以是CaCO3 D．“电解”时MnO2在阴极生成，过程中同时生成可循环利用的物质H2SO4 ※10．常温下，往足量草酸钙固体与水的混合体系中加HCl或NaOH调节pH时溶质各微粒浓度(M代表H2C2O4、HC2O4-、C2O42-、Ca2+)随pH变化曲线如图所示，其中，虚线④代表Ca2+的曲线。已知。下列有关说法正确的是 A．H2C2O4的电离常数的数量级为 B．时， C．水的电离程度： D．A点时， 二、解答题 11．实现废钨-镍型加氢催化剂（主要成分为WO3、、Al2O3，还含有Fe、SiO2和少量有机物）中有价值金属回收的工艺流程如下。 已知：①T<700℃；纯碱不与Al2O3、SiO2反应； ②常温下钨酸(H2WO4)难溶于水； ③溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时(c=0.01mol/L)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c=1.0×10-5mol/L)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 (1)基态Ni2+的价电子排布式为 ，有 个未成对电子。 (2)废催化剂进行“氧化”的目的是 。 (3)“钠化焙烧”中，反应的化学方程式为 。 (4)①“酸化沉钨”中，判断“沉钨”是否沉淀完全的方法是 。 ②制备出黄钨WO3后，工业上可以采用铝热还原法生产钨，其化学方程式为 。 ※(5)浸渣2的主要成分为 （填化学式），“调pH”时溶液的pH范围为 。 ※(6)NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得NiSO4·nH2O晶体。 采用EDTA法测定晶体中结晶水的含量。[EDTA(Na2H2Y)法测定金属阳离子含量的方程式为：M2++H2Y2-=MY2-+2H+]。 步骤一：标定EDTA。取的标准溶液于锥形瓶中，用EDTA溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液的体积为12.50mL。 步骤二：称取1.94g NiSO4·nH2O晶体，配制成溶液进行滴定，滴定达终点时消耗EDTA溶液的体积为34.50mL。可计算得到 （结果保留整数）。 12．氯化铬四氢呋喃复合物是一种配位化合物，化学式为CrCl3·(THF)3，在有机合成反应中作催化剂。 已知：①CrCl3易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化；②COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体；③CrCl3·(THF)3的摩尔质量为374.5g·mol-1； ④四氢呋喃(THF)的结构简式为 ，易挥发，高度易燃。 Ⅰ．制备无水CrCl3 某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点)在高温下制备无水CrCl3，同时生成COCl2气体，实验装置如图所示： (1)实验装置合理的连接顺序为A→ →C→B(填装置，可重复使用)。 (2)仪器乙的作用是 。 (3)尾气处理时发生反应的离子方程式为 。 Ⅱ．合成CrCl3·(THF)3 实验室在非水体系中合成CrCl3·(THF)3的原理为 实验步骤： ①填装反应物：称取4.755g(0.03mol)无水CrCl3和0.20g锌粉放入滤纸套筒内，双颈烧瓶中加入100mL无水THF(过量)。 合成CrCl3·(THF)3：先通入一段时间N2后，在球形冷凝管中通入冷却水，加热THF至沸腾，THF蒸气通过蒸气导管进入提取管中，在冷凝管中冷凝回流到滤纸套筒中进行反应，当滤纸套筒中的液面高于虹吸管最高处时，发生虹吸现象，滤纸套筒中的液体流入双颈峣瓶，从而实现了THF与CrCl3的连续反应及产物的连续萃取。 ③分离CrCl3·(THF)3：回流2.5h，再通入N2冷却至室温。取下双颈烧瓶，在通风厨中蒸发THF至有较多固体析出，冷却、抽滤、干燥称量，得产品3.745g。 (4)球形冷凝管进水口为 (填“a”或“b”)口。 (5)该实验不能使用明火加热的原因是 。 (6)已知Cr2+对该反应有催化作用，推断加入少量Zn粉发生反应的化学方程式为 。 ※(7)产品产率为 。(结果保留3位有效数字) 13．丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。 方法(一)热裂解法。化学反应为   在25℃、101 kPa条件下，几种物质的燃烧热如表所示： 物质 C3H8(g) C3H6(g) H2(g) 燃烧热/() -2219.9 -2049 -286 (1) 。 (2)该反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 ※(3)某温度下，在某刚性密闭容器中充入一定量的C3H8(g)，发生上述反应。平衡时容器中总压为a kPa，丙烷的转化率为x，则该反应的平衡常数KP为 (要求带单位；用分压计算的平衡常数为KP，分压=总压×物质的量分数)。达到化学平衡状态后，欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为 (填标号)。 a．增大丙烷的浓度        b．加入高效催化剂 c．升高温度        d．及时分离出丙烯 方法(二)氧化裂解法。在固体催化剂作用下氧化丙烷生成丙烯，化学反应为   反应产物中除C3H6外，还有CH4、CO和C等，产生的固体会附着在催化剂表面，降低催化剂活性。图1为温度对丙烷氧化裂解反应性能的影响，图2为投料比[]对丙烷氧化裂解反应性能的影响。 已知：C3H6的选择性；C3H6产率=C3H8转化率×C3H6选择性。 (4)图1中C3H8的转化率随着温度升高而增大的原因为 。 ※(5)的值较低时，C3H6的选择性较低的原因可能是 。 (6)研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，能更好地提高丙烷的转化率和丙烯的产率，请结合化学方程式说明原因： 。 14．三氯苯达唑是一种高效兽用驱虫药，其合成路线如下： 回答下列问题： (1)A的化学名称为 (系统命名)，A→B反应常用的控温措施是 。 (2)B→C的反应类型为 。 (3)D的结构简式为 。 (4)C→E反应过程中KOH的作用是 ，E分子中含氧官能团的名称为 。 (5)写出由F生成G的化学方程式 。 (6)H分子中碳原子和硫原子的杂化方式分别为 、 。 ※(7)写出符合下列条件的B的同分异构体的结构简式 。 ①与B有相同官能团、且分子结构中含有苯环 ②核磁共振氢谱只有1组峰 高三化学校本作业15参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D C B C C A C D 11. (1) 2 (2)除去有机物，氧化和 (3) (4)将沉淀后的悬浊液静置分层，向上层清液中继续滴加硫酸，若无明显现象，则沉淀完全；若上层清液变浑浊，则沉淀不完全 (5) (6)7 12. (1)C-F-E-D (2)平衡压强 (3) (4)a (5)THF易挥发，高度易燃，遇明火可能发生爆炸 (6) (7)(答“”均可) 13. (1) (2)高温 (3) c (4)温度升高，反应速率加快，转化率升高 (5)氧气过量，丙烷发生深度氧化生产其它副产物 (6)CO2发生反应，消耗了氢气，促进反应正向移动 14. (1) 水浴加热 (2)取代反应 (3) (4)消耗生成的，使C尽可能的转化为E 醚键、硝基 (5) (6) 、 (7)、 1．B A．石墨烯为碳单质，与金刚石、石墨互为同素异形体； B．合金的熔点通常低于其组成金属的熔点； C．树脂基复合材料以有机聚合物为基体，有机聚合物为有机高分子，是高分子材料； D．纳米气凝胶属于胶体，可产生丁达尔效应。 2．D A．O3分子空间构型为V形，正负电中心不重合，O3是极性分子；     B．元素化合价不变，没有电子的转移； C．O2和O3都是氧元素组成单质，互为同素异形体；     D．是吸热反应，反应物总键能大于生成物总键能，即3mol O2的总键能大于2mol O3的总键能。 3．D A．分子式为C14H14O4； B．紫花前胡醇分子中含有酯基，可以发生水解反应； C．紫花前胡醇分子中含有羟基和碳碳双键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色； D．紫花前胡醇分子中，含有苯环结构和碳碳双键可以与氢气加成，因此1mol紫花前胡醇能够与4mol氢气发生加成反应。 4．C A．中N-H键为σ键，H2O中O-H键为σ键，1个与形成1个配位键，1个与形成1个配位键，配位键也是σ键，则含σ键数为； B．甘氨酸中只有氨基是碱性官能团，则0.1mol甘氨酸含碱性官能团数为； C．铅蓄电池的负极反应式为，负极增加的质量为硫酸根离子的质量，净增9.6g即0.1mol硫酸根时理论上转移0.2mol电子； D．粗铜中含铁、锌等比铜活泼的金属，同时还有活泼性比铜弱的金属形成阳极泥，阳极质量减少的12.8g不全是铜，转移电子的物质的量不是，则阴极上还原的铜离子的物质的量不是。 5．B 【分析】X、Y、Z、W为短周期，核外只有s、p轨道。Y的基态原子核外s轨道电子数等于p轨道电子数，即O元素。仅Z为金属元素，其基态原子核外有1个未成对电子。Z可能是或。W是所在周期半径最小的原子，W为Cl。若Z为Na，则X为C．若Z为Al，则X为Be(金属元素)。综上，X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Cl。 A．同周期自左往右电负性逐渐增大，故电负性：X<Y(C<O)。 B．电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，故简单离子半径：。 C．Y、Z形成的Na2O2既含离子键，又含非极性键。 D．X、W形成的化合物可能为、也可能为，的空间结构为正四面体，而的空间结构则不是正四面体。 6．C A．紫色褪去说明KMnO4被还原成无色Mn2+，则草酸具有还原性； B．铅蓄电池放电时正极反应为PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O、负极反应为Pb-2e-+=PbSO4，正负极质量都增加，充电时阳极反应为PbSO4+2H2O-2e-= PbO2++4H+、阴极反应为PbSO4+2e-= Pb+，阴、阳极质量都减小，故B项不符合题意； C．向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液，先生成AgCl白色沉淀，说明先达到AgCl的Ksp，但由于AgCl、Ag2CrO4的类型不相同，不能得出Ksp(AgCl) ＜Ksp(Ag2CrO4)，事实上Ksp(AgCl) ＞Ksp(Ag2CrO4)，故C项符合题意； D．将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅，说明降低温度平衡向正反应方向移动，正反应为放热反应，根据∆H=正反应的活化能－逆反应的活化能＜0知，正反应的活化能小于逆反应的活化能。 7．C A．Zn是30号元素，基态Zn2+的价电子排布式为3d10； B．晶体中Zn2+的个数为4，S2-的个数为=4，ZnS的Vm为=； C． LixZnyS晶胞中Li+的个数为6，Zn2+的个数为6，则x:y=6:1； D．由晶胞结构可知，距离S2-最近且相等的Li+有8个，则的配位数为8。 8．A A．该历程的最大的能垒(活化能)= 46.9-(-131.4)=178.3 kJ/mol； B．能垒(活化能)越大反应速率越慢，最慢的反应历程是决速步骤，则决速步骤的反应为； C．催化剂只降低了反应的活化能，加快反应速率，不改变反应的焓变； D．该历程中有H-H非极性键断裂、极性键的断裂、C-H极性键的形成，无非极性键的形成。 9．C 【分析】菱锰矿(主要成分MnCO3，含有FeCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3)，加入稀硫酸溶液，溶液中含有、、、和，加入将氧化成为，再加入X调节除去和，加入草酸盐，使生成沉淀，最后电解MnSO4溶液得到MnO2。 A．将菱锰矿粉碎所使用的化学仪器为研钵，坩埚用来灼烧固体物质； B．加入MnO2将氧化成为，反应的离子方程式为：； C．加入碳酸盐可以调节除去和，可以加入CaCO3，产生的可以在加入草酸盐后一并除去； D．电解时，在阳极被氧化生成MnO2。 10．D 【分析】CaC2O4为强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，体系中存在一系列平衡，、、，所以在CaC2O4溶液中，，即①表示、②表示H2C2O4、③表示、④表示。 A．，，②③相交时，此时，可得Ka1=10-1.3，数量级为10-2； B．溶液pH=7时c(H+)=c(OH-)，溶液中电荷守恒，但是没有考虑到加入盐酸或者氢氧化钠以后提供的氯离子或钠离子，所以错误； C．A点为溶液显酸性，B、C点酸性减弱，水的电离程度增大，故水的电离程度：； D．A点时c(H+)=10-1.3mol/L，c()=10-3mol/L，结合C点，Ka2==10-4.2，A点时，==10-2.9，则A点，c()=10-5.9mol/L，c(OH-)==10-12.7mol/L，即A点时，该离子浓度比较正确。 11．【分析】由题给流程可知，废催化剂在空气中氧化，将含硫有机物转化为气体除去，并将金属单质氧化至相应价态；向氧化渣中加入碳酸钠在600℃条件下钠化焙烧，将氧化钨转化为钨酸钠，焙烧渣经水浸、过滤得到浸渣和滤液；向滤液中加入硫酸溶液酸化沉钨，将钨酸钠转化为钨酸沉淀，过滤得到钨酸；钨酸煅烧分解生成氧化钨；向浸渣中加入硫酸溶液酸浸，将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液；调节滤液pH在4.7—6.9范围内，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和硫酸镍溶液；硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却到30.8℃～53.8℃结晶、及时过滤、洗涤、干燥得到六水硫酸镍。 （1）镍元素的原子序数为28，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，基态Ni原子的价电子排布式为，基态的价电子排布式为，有2个未成对电子。 （2）氧化的目的是将含硫有机物转化为气体除去，并将和氧化至相应价态。 （3） “钠化焙烧”中生成钨酸钠的反应为氧化钨与碳酸钠高温下反应生成钨酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为。 （4）①“酸化沉钨”中，向滤液中加入硫酸溶液酸化沉钨，将钨酸钠转化为钨酸沉淀，判断“沉钨”是否沉淀完全的方法是：将沉淀后的悬浊液静置分层，向上层清液中继续滴加硫酸，若无明显现象，则沉淀完全；若上层清液变浑浊，则沉淀不完全； ②制备出黄钨后，工业上可以采用铝热还原法生产钨，该反应中Al和反应生成W和Al2O3，其化学方程式为：。 （5）由分析可知，浸渣2的主要成分为，由分析可知，调节滤液pH的目的是将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，而镍离子不沉淀，由表格数据可知范围为。 （6）根据EDTA～ZnCl2～NiSO4•nH2O，标准的浓度为mol/L=0.2mol/L，则n(NiSO4•nH2O)= 0.2mol/LL=mol，则中n(H2O)= ，则n(NiSO4•nH2O)：n(H2O)= =1：7，n=7。 12．【分析】制备无水的过程为：利用A装置产生N2，通入浓硫酸中进行干燥，继续通入F中，在热水浴的作用下将气态CCl4带出，进入E中制备，反应在高温下进行，以气态生成，在D中进行冷凝收集，再通入浓硫酸，防止右边的水蒸气进入D中，最后用B装置吸收产生的COCl2气体。 （1）实验装置合理的连接顺序为A-C-F-E-D-C-B，故答案为C-F-E-D； （2）乙是长颈漏斗，它的作用是平衡压强； （3）尾气处理时，NaOH溶液与发生反应生成碳酸钠和氯化钠，离子方程式为； （4）球形冷凝管冷凝水的方向为下进上出，故进水口为a； （5）THF易挥发，高度易燃，故不可用明火直接加热的原因是：THF易挥发，高度易燃，遇明火可能发生爆炸； （6）加入锌可以把三价铬还原为二价铬，方程式为：； （7）由题目中的信息可知如下对应关系式：，，产率为。 【点睛】充分利用题给已知信息是解题的关键。 13．（1）由表中燃烧热数值可得燃烧的热化学方程式为： a． b． c． 由盖斯定律可知，a-b-c可得，则 （2）根据反应自发进行的判据，该反应是熵增的吸热反应，因此反应正向自发进行的条件为高温。 （3）①设起始时充入C3H8(g)的物质的量为n，列出三段式： 平衡时气体总物质的量为：n-nx+nx+nx=n+nx，平衡时各组分的分压为：，，，则平衡常数； 达到化学平衡状态后，增大丙烷的浓度，增大化学反应速率，但丙烷的平衡转化率降低，a不符合题意； 加入高效催化剂，增大化学反应速率，但丙烷的平衡转化率不变，b不符合题意； 升高温度，增大化学反应速率，反应吸热，平衡正移，丙烷的平衡转化率增大，c符合题意；及时分离出丙烯，产物浓度减小，平衡正移，丙烷的平衡转化率增大，但是化学反应速率不变；因此欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为c。 （4）随着温度升高，丙烷的转化率升高，考虑影响化学反应速率的因素，温度升高，反应速率加快，转化率升高。 （5）丙烷氧化裂解产物中除C3H6外，还有CH4、CO和C等，的值较低时，C3H6的选择性较低的原因可能是：氧气过量，丙烷发生深度氧化而导致C3H6的选择性降低。 （6）研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，能更好地提高丙烷的转化率和丙烯的产率，原因可能为：CO2发生反应，消耗了氢气，促进反应正向移动。 14．【分析】用A（）通过硝化反应得到B（），再用氨水在催化剂作用下将B中硝基邻位的氯原子取代为氨基生成C（），然后用C与D（）发生取代生成E（），将E在催化剂作用把硝基还原为氨基得F（），将F在碱性作用下与CS2作用形成G（），再用CH3I加成在C=S上后再消去HI得到目标产物三氯苯达唑。 （1）根据A的结构和苯环上氯原子的位置，按照系统命名为：1,2,4-三氯苯。需要控制反应温度为60℃，这种温度通常是通过水浴来控制。 （2）根据图中反应可知是用氨基取代了苯环上的氯原子。 （3）D的化学式为：，根据生成E的结构可知D的结构简式为：。 （4）反应中由于生成，消耗生成的，目的是使C尽可能的转化为E；根据E的结构，E中的含氧官能团有醚键和硝基。 （5）根据图中F和G的结构以及反应条件可知，是F与和反应生成G和和水，反应的方程式为：。 （6）H分子中碳的成键方式含苯环和一个结构，这些结构杂化方式为杂化，同时还存在一个甲基结构，属于杂化；而S的结构中硫原子需要形成四个共价键，现只成键2对并且有两个孤电子对，VSEPR模型上需要四个伸展方向，形成四面体结构，故采用sp3杂化。 （7）①与B有相同官能团、且分子结构中含有苯环即有1个苯环、3个氯原子、1个硝基；②核磁共振氢谱只有1组峰，根据B的化学式：，B分子中只有2个氢原子，但核磁共振氢谱只有1组峰，说明2个氢原子在苯环上处于对称位置，由于有3个氯原子，则氯原子也要处于对称位置，硝基要处于对称轴上，这样符合条件的同分异构体只有2种，分别为：、 高三化学校本作业1 学科网（北京）股份有限公司 $$